Technika_2016

Využití čistého kyslíku v aktivaci čistírny odpadních vod společnosti KRPA PAPER

Papírna KRPA PAPER, a. s. byla vybavena pouze chemicko-mechanickým čištěním odpadní vody v lince dvojice dosazovacích nádrží typu DORR, kde byly separovány nerozpustné látky. Ve vodě rozpuštěné polutanty byly odstraněny pouze z malé části a dodržení limitu vypouštění tak bylo značně problematické. Papírna byla nucena tuto situaci urychleně vyřešit vypsáním výběrového řízení na výstavbu biologického stupně čistění vody.


Zadání projektu bylo relativně jednoduché: za minimálních investičních nákladů dosáhnout plnění limitu koncentrace organického znečištění v odpadní vodě z výroby papíru. Jako investičně nejúspornějším řešením se ukázalo využití jedné ze stávajících betonových usazovacích nádrží pro zřízení biologického čištění odpadní vody. S ohledem na vstupní parametry vody a využitelný objem nádrže byla zvolena aerace čistým kyslíkem. Toto řešení bylo, po návštěvách zástupců papírny na dalších čistírnách odpadních vod (ČOV) s vnosem kyslíku, přijato. Investiční prostředky potřebné k uskutečnění stavby dosáhly méně než jedné třetiny prostředků potřebných ke konvenčnímu řešení zadání, tj. stavbou nových nádrží pro aktivaci a gravitační separaci kalu a dále výstavbu a vybavení odpovídající kompresorovny.

Obr. 1 Schématické uspořádání ČOV společnosti KRPA PAPER


Popis ČOV
Výstavba ČOV se uskutečnila v období září do prosince roku 2012. První, chemický stupeň čištění odpadní vody zahrnuje dávkování flokulantu a neutralizaci alkalické vody pomocí oxidu uhličitého ve flokulační nádrži, následovaný sedimentací a separací chemického kalu v první nádrži typu DORR. Druhým stupněm je pak biologické čištění, probíhající v druhé nádrži DORR (1900 m3), která byla vestavbou ocelové mezistěny rozdělena do dvou objemů. V obvodu nádrže byla zřízena aktivace s vnosem čistého kyslíku osazená rychloběžnými míchadly. Efektivní vnos kyslíku byl realizován dvěma typy zařízení. Bylo využito jednak přetlakových kyslíkových injektorů, jednak vnosu jemných bublin kyslíku perforovanými hadicemi. Ve středu původní dosazovací nádrže, jenž byl oddělen nerezovou dostavbou, byla vybudována dosazovací nádrž. Zřízení nové kyslíkové aktivace a dosazovací nádrže bylo doplněno vybudováním předřazeného anoxického selektoru, doplněním systému dávkování nutrientů a výstavbou kyslíkového hospodářství. Zároveň byla veškerá nová zařízení implementována do řídicího systému ČOV.
Parametry průtoku a znečištění vody na nátoku do ČOV se v průběhu dne rychle a výrazně mění. Objem vody se nejčastěji pohybuje v rozsahu 1500 - 3500 m3/den, hodnoty BSK5 pak v rozsahu 130 - 450 mg/l a CHSK v rozsahu 250 - 2500 mg/lna nátoku na první, chemický stupeň ČOV. Na nátoku do biologického stupně se pak hodnoty BSK5 pohybují nejčastěji v rozsahu 80 - 250 mg/l a CHSK v rozsahu 150 - 500 mg/l.

 

Meseer Technogas

Obr. 2 Aktivační a dosazovací nádrže. V pozadí je zásobník kapalného kyslíku (vlevo) a zásobník kapalnéhooxidu uhličitého (vpravo).


Aerace v aktivaci čistým kyslíkem
S ohledem na omezený objem aktivační nádrže, velice rychle a výrazně se měnící parametry průtoku a znečištění vody byla navržena aerace čistým kyslíkem, která zajistí, a to prakticky za každých okolností (například i při dlouhodobém výpadku elektrické energie), dostatečnou koncentraci rozpuštěného kyslíku v aktivaci. Dosažení rozpuštění potřebného množství kyslíku ve vodě je při použití technického kyslíku (o koncentraci min. 99,5% O2 v dodávaném plynu) ve srovnání se vzduchem výrazně jednodušší, efektivnější a energeticky méně náročné. Toto je způsobeno 4,8-krát vyšší koncentrací kyslíku (a tedy i parciálního tlaku kyslíku) ve vnášeném plynu. Navíc je tlak, nutný k vnosu plynu (6 bar), zajištěn odparem kapalného kyslíku (20 bar) ze zásobníku bez nutnosti instalace dmychadel.
Technologie vnosu kyslíku do vody jsou poměrně různorodé a závisí na požadavcích a typu existujících zařízení na ČOV. Nejčastěji se však využívají na míru navržené injektory (přetlakové dvoustupňové rozpouštění kyslíku) s čerpadlem nebo speciální kyslíkové jemnobublinné hadice. Injektory se vyznačují vysokou účinností vnosu čistého kyslíku do vody, kdy dochází za určitých podmínek k rozpuštění naprosté většiny dávkovaného plynu, což je s ohledem na provozní náklady nezbytné. Přesnou regulací toku plynu na základě údajů ze sondy je možné pružně reagovat na měnící se podmínky bez dodatečné spotřeby elektrické energie. V případě ČOV KRPA PAPER je vnos kyslíku do aktivace zajištěn injektory (každý o kapacitě 25 kg O2/h) (obr. 3) a kyslíkovými jemnobublinými hadicemi.


Meseer Technogas

Obrázek 3: Instalace kyslíkového injektoru na ČOV KRPA PAPER. Injektor v chodu při komplexním vyzkoušení technologie s říční vodou.


Kyslík je do aeračních elementů dodáván potrubním rozvodem z odpařovací stanice kapalného kyslíku, jejíž hlavní částí je kryogenní zásobník kapalného kyslíku zajišťující dostatečnou provozní zásobu a tlak média i s potřebnou rezervou.

 

Zkušenosti s čistým kyslíkem v aktivaci a závěr
Zkušební provozy průběhu roku 2013 proběhl bez větších komplikací. Jediným výraznějším problémem, který se objevil po cca půlročním provozu, byla pomalá sedimentace kalu v dosazovací nádrži. Příčinou bylo zatížení ČOV biologicky toxickými látkami a následná nadměrná tvorba vláknitých mikroorganizmů. To bylo vyřešeno aplikací vhodných chemikálií (chlornan, aj.) a dalšími úpravami v provozování ČOV. Instalovaný systém aerace čistým kyslíkem pracuje podle obsluhy ČOV bezvadně. Injektory jsou bezúdržbové, každoročně jsou pouze vytažena a prohlédnuta malá ponorná čerpadla.

Aplikace čistého kyslíku v aktivační nádrži zajišťuje velice stabilní provoz biologické ČOV i při velice rychle a výrazně se měnících parametrech průtoku a znečištění papírenských odpadních vod. Toto potvrzují výsledky, kdy se hodnoty CHSK vyčištěné vody pohybují průměru na 45 mg/l a dosahují tedy cca 30 % povoleného maxima. Hodnoty BSK se pak pohybují v průměru na 5 mg/l, tedy cca 15 % povoleného maxima. To umožnilo zvýšit množství vracené vyčištěné vody zpět do výroby. Dosavadní zkušenosti s provozem ČOV s novým biologickým stupněm čištění jsou tedy vysoce pozitivní, k plné spokojenosti papírny.

 


Ing. David Bek, Ph.D.
Messer Technogas s. r. o.
Zelený pruh 99
140 02 Praha 4

david.bek@messergroup.com

www.messer.cz

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
9 + 3 =
Odoslanie formulára

Priemyselné utierky

MEWA - priemyselne_utierky